在汽车铝轮毂制造行业中，很早就开始使用粉末涂料，尤其在最后的罩光涂装中，一般会使用高透明度、高光泽、高流平的丙烯酸透明粉末涂料。随着人们消费观念的转变，越来越多人喜欢亚光的外观效果，因此，汽车铝轮毂制造厂商纷纷开始引入具有亚光外观效果的油漆。然而由于油漆喷涂厚度薄，无法起到很好的防护作用，不能直接喷涂在无任何涂装的铝轮毂表面上，因此，需要喷涂丙烯酸透明粉末涂料后再喷涂亚光油漆。随着不断出现的各种问题，各大轮毂制造厂商发现这种工艺的弊端，除了成本压力明显加大、生产效率明显降低、合格率极低以外，还多次出现亚光漆涂膜与丙烯酸透明粉涂膜严重脱离的问题，该问题引起的投诉、召回和索赔在轮毂制造行业内已发生不少起，对企业的名誉和经济效益都造成了严重的损害。因此，各大轮毂制造厂商开始寻找一种新型亚光轮生产工艺，即亚光透明粉末涂料直接取代丙烯酸透明粉末涂料和亚光透明漆的组合。

传统亚光透明轮生产工艺中存在一次下线合格率低、产能影响严重、涂装成本高、质量风险高等众多问题，严重影响了汽车亚光铝轮毂的发展，而新型的亚光透明轮生产工艺都对这些问题有了明显改善，然而其中存在的一些难点却制约了其推广和普及，本研究研制的亚光透明粉末涂料率先突破了其中的技术难点，开发了一种适合新型工艺的亚光透明粉末涂料。新型工艺与传统工艺相比，具有明显的优势。

随着新能源汽车市场的快速发展，对绿色环保高效节能的表面涂装要求越来越高。在新能源动力电池绝缘粉末喷涂方案中，静电粉末喷涂作为一种新的技术方案，因其在电绝缘性能、附着能力和粘接强度等方面的优异表现，受到了新能源汽车制造的青睐。绝缘粉末喷涂的优点、挑战和涂装粉末静电旋杯喷涂系统的应用案例。

绝缘粉末喷涂具有以下优点：

首先，全自动粉末喷涂设备使得生产过程更高效、可靠。其次，粉末喷涂可用于多孔、复杂的工件设计，从而提高了喷涂的灵活性。第三，涂层耐摩擦性、耐酸碱腐蚀性和粘结性表现出色，从而提高了电池结构的稳定性和寿命。第四，重复利用、回收粉末，不产生废弃物，节约了资源和成本。第五，不含挥发性有机化合物VOC，符合严格的环保法规需求。

然而，静电粉末喷涂在动力电池实际生产中也面临一些挑战。例如，如何控制涂层的均匀性和膜厚，保证工件的边角覆盖，提高上粉效率等问题。同时，粉末喷涂厂家需要考虑如何提高喷涂良品率，既能满足车厂和电池厂的需求，也能保证自身的盈利能力。

针对这些挑战，涂装粉末静电旋杯喷涂系统为电池制造企业提供了一种可靠的解决方案。涂装粉末静电旋杯喷涂设备已经应用于电池冷却部件、电池盖板、电芯等多个场景。

同时，涂装的粉末静电旋杯喷涂系统也具有多项创新技术和优势：

静电喷涂技术：采用静电喷涂技术，喷涂出的涂层均匀、稳定、厚度可控，保证了涂层的质量和性能。

旋杯喷涂技术：采用旋杯喷涂技术，粉末喷涂过程中粉末能够均匀地分散在喷嘴周围，降低了粉尘产生，同时也提高了喷涂效率和涂层的一致性。

智能控制系统：采用智能化控制系统，可以对喷涂参数进行精确控制，包括涂层厚度、喷枪速度、喷涂距离等，保证了涂层的均匀性和一致性。

高效节能：采用先进的喷涂技术和节能设计，能够提高生产效率，降低能耗和运营成本。

如何才能不失去——新能源“三电”的市场机会？

新时期，涂装行业——重大责任和义务交通运输行业的涂装，以往主要是解决防腐和外观颜值，有锈蚀、有色差……，不会马上对驾乘人员有很大的损失；但新能源三电“绝缘、阻燃防火”关系到驾乘人员的生命及财产安全，规范的做好新能源三电“绝缘、阻燃防火”，是新时期，涂装人的重大责任和义务。高性能涂装——才能满足新能源三电安全要求三电 “绝缘耐压、阻燃防火”是新能源安全的刚需，涂层能实现大规模自动化生产，且更节省宝贵的三电结构空间等优势，是目前新能源主机厂、三电企业重点探讨和应用的新方向；如果三电涂装 “绝缘耐压、阻燃防火”效果不好、问题不断，那么新能源只能选择其他非涂层技术，将失去新能源“三电涂装”的发展机遇。

主机厂、三电企业、钣金、涂装工厂需要联动，涂装工厂必须专业、规范要解决三电涂装“绝缘耐压、阻燃防火”，需要涂装材料、工艺及主机厂、三电企业、钣金、涂装工厂需要联动交流，共同探讨，联动解决问题；涂装工厂新材料、新工艺应用更为集中，需要技术更专业、环保更规范，不能走打价格战的路子，只有合规的做好三电涂装“绝缘、阻燃防火，三电涂装才有前景。

动力&储能电池——绝缘、阻燃已是安全刚需！

2023年1~7月，新能源汽车产销分别完成459.1万辆和452.6万辆，同比分别增长40%和41.7%。随着中国新能源汽车销量持续走高，动力电池的销量也呈倍数增长。

根据应急管理部消防救援局公布的火灾数据：2021年全年新能源汽车共发生火灾3000余起，2022年新能源汽车一季度火灾640起，同比上升32%，新能源汽车“三电”的绝缘、隔热、阻燃、防火等是“三电”安全的重要环节。动力电池作为新能源汽车的“心脏”，占整车成本的40%左右，直接影响着电动汽车的续航和安全性。新能源三电“绝缘、阻燃防火”，已是电池安全刚需！

目前涂装工厂已成为——主机厂、三电企业的新材料、新工艺、新应用验证、实践的前沿窗口，是新能源涂装新需求的汇聚点。新能源“三电”涂装产业链——分工及职责？

新能源“三电”涂装产业链，具体如下：

1-主机厂

汽车、工程机械主机厂，负责整车三电热管理、安全标准制定，新材料、新工艺导入。

2-三电（电池、电机、电驱）

三电的核心制造及组装，三电热管理、三电安全标准，新材料、新工艺导入。

3-三电零部件

三电零部件——电芯壳体、液冷板、蛇形冷却片、上下盖板、托盘、档板、连接器等钣金&SMC成型。

4-涂装工厂

三电零部件企业大多没有涂装工艺，涂装工厂负责绝缘、隔热、防火阻燃、密封胶的应用及喷涂施工。

新能源涂装工厂——有什么特点？

新材料、新工艺：应用快！新能源相关的电池、电芯、壳体、涂装工厂业的管理、技术人员，大多都有3C行业工作背景；3C适应市场的快速变化、新工艺、新应用的快速响应的特点非常突出。更专业、更细分：分工明！3C行业的专业分工的特点，涂装的环保严要求，专业特点，主机厂、三电企业、三电零部件，大多已不再立足自建三电涂装工厂；加上新能源部件的尺寸普遍较大，需要涂装工厂更专业、更细分；新应用、新需求：汇集点！目前涂装工厂已开始成为——主机厂、三电企业的新材料、新工艺、新应用验证、实践的前沿窗口，是涂装新需求的集中点；新能源时代，涂装工厂将和主机厂、三电企业、三电钣金&SMC成型，紧密联结、注重新材料、新工艺应用，分工更加细分、专业。

新能源汽车由于产品噪音小，行驶稳定性高，并且实现零排放的绿色环保等特点在各地迅速发展。

而作为绿色出行的新能源汽车， 由于续航里程越来越长、串联电池组多、相邻电池的间距小，同时汽车电池组在行驶过程中容易发热、温度高，所以电池之间绝缘材料的质量是决定汽车动力电池良好运行的关键因素。必须要有高性能的绝缘材料来提高新能源动力电池的适用性、延长其使用寿命。由于传统的动力电池多用绝缘纸来进行电池之间的绝缘防护与包装使用，绝缘纸具有良好的绝缘性能与柔韧性能。

但由于动力电池生产过程复杂，且绝缘纸与电池外壳中间存在气隙，容易产生局部放电，影响电池的使用寿命,从而增加了新能源电动汽车行驶过程中的不确定性。而作为新能源动力汽车用绝缘粉末涂料，不仅施工简单，而且一次喷涂成型便于安装和运输。

但由于汽车电池组空间的限制，铝电池外壳喷涂厚度为100~150μm（而传统的喷涂的绝缘粉末都在300μm以上），杂质和金属颗粒对于涂层的电绝缘性能影响更大，所以需采用专用的绝缘粉生产设备，以保证涂层优异的绝缘耐压性能。

同时绝缘粉末相对于绝缘贴膜生产简单，不会产生气隙，附着力良好，不易刮花，并具有优异的绝缘耐压性能、防腐蚀性能和优异的耐湿热稳定性，并在高低温冲击后仍具有优异的绝缘耐压性能。

动力电池用胶行业的技术要求

动力电池 80% 以上的体积由有机化学材料组成，因此如何有效地开展动力电池相关材料的安全性测试和评价也变得尤为迫切。目前关于电池安全性和标准的研究比较丰富，但研究动力电池用聚氨酯结构胶和标准方面的研究不多。

GB/T 31467.3—2015标准（下称“国标”）对电池包和电池系统的安全性做出了具体的要求，结构胶作为电池包中的一个关键原材料，也应该在满足这些安全性要求的基础上，针对结构胶本身的特殊性能进行一些具体的要求，例如振动测试与有限元分析、机械性能、环境试验评价以及其他性能要求（阻燃性能及电学性能）。由中国汽车工业协会近期发布的团体标准《动 力电池用双组分聚氨酯结构胶粘剂》将动力电池用双组分聚氨酯结构胶粘剂分为 I型（结构粘接）和 II型（导热结构粘接）。

未来发展

2022年汽车胶粘剂市场市值将达 70 亿美元。国外动力电池配套结构粘接用双组分聚氨酯胶粘剂有瑞士 SIKA、美国 3M 及美国ITW等公司的产品。国内胶粘剂龙头企业回天新材以“8655”型产品为代表的双组分聚氨酯结构胶，在2019年上半年完成产品技术设计和市场客户多维度应用高度评价，并在国内多家重点锂电池生产企业如宇通集团、深澜动力、亿纬锂能、天津力神和比亚迪等实现批量供货。另外，德邦科技近年来开发了系列双组分聚氨酯结构胶，已较好地响应客户需求，营业收入实现大幅提升。全球电动化大势所趋，我国是全球最大的动力电池市场，2021年动力电池装机量达到154.5 GWh。预计双组分聚氨酯结构胶粘剂市场将随着动力电池行业的发展而增长，其作为一种重要的辅助材料，必将有非常广阔的市场前景。

阻燃型聚氨酯结构胶

动力电池在滥用的情况下，可能出现泄漏、燃烧甚至爆炸的情况，以及无法在一定时间内安全逃脱的危害，给人们带来安全性威胁。阻燃型双组分聚氨酯结构胶可以一定程度上为动力电池组件提供防护作用，提升安全可靠性。国内企业对聚氨酯结构胶的阻燃性研究有较多报道，主要采用无机阻燃剂方案。动力电池组装应用的阻燃技术方案包括磷系（如磷酸酯、多聚磷酸盐）、金属氢氧化物的添加。

制备的阻燃双组分聚氨酯结构胶，其A组分为添加了阻燃增塑剂和阻燃无机填料的羟基组分，B 组分为异氰酸酯固化剂。

导热型聚氨酯结构胶

近年来，由于电芯到动力电池包（Cell to Pack， 简称 CTP）、电芯到底盘（Cell to Chassis，简称 CTC） 等概念的提出，使得原本就具有良好延展性、可形成其特有的填缝性能及自动化涂胶工艺等优势的导热胶，成为动力电池包不可或缺的零部件之一。具有导热性的双组分聚氨酯结构胶有着更广泛的应用优势，适用于动力电池自动化装配需具备良好的挤出性，聚氨酯体系配合低水分、高填充量的导热材料尤为重要，包括表面处理、混杂技术。

耐老化型聚氨酯结构胶

从目前技术水平来看，动力电池包的循环寿命为 1 000~1 500 次左右，折合成使用寿命为 5 年左右，对应用于动力电池组装的双组分聚氨酯结构胶在耐温、耐湿方面的老化性都有一定要求。国内高校及企业的研究中，通过聚醚多元醇及异氰酸酯的改性及耐老化助剂的添加可提升产品耐老化性。

PET粘接型聚氨酯结构胶

普通双组分聚氨酯结构胶的粘接适用性并不好，在粘接试验中发现其对铝板胶接接头失效形式主要为黏附破坏（AF）。若适用于PET材质粘接则更显难能可贵，因为 PET是动力电池制 作过程中常用的绝缘材料，对电芯起到保护、阻隔作用。

可拆卸型聚氨酯结构胶

动力电池是由很多单体电芯经过串并联组成 在一起的，当制造过程中出现不良或车辆行驶过程导致损坏，在维修的过程中需要拆卸PACK或电芯。另外，动力电池在达到使用寿命后，需要拆卸回收 处理再利用。因此，就需要一种方便拆卸的胶粘剂，可以减低拆卸过程的损害率，减少人工，方便操作。

随着环境保护要求的日益严格,控制废气排放减少空气污染成为重要环保指标“。传统燃油车一般以化石燃料作为动力来源,其最严重的弊端就是排放大量尾气，严重污染环境。而以蓄电池作为牵引动力的新能源汽车不会产生尾气排放,对大气无污染，因此越来越受到市场的欢迎。

工业蓄电池箱在使用过程中会受到电池酸液的侵蚀，加速箱体的腐蚀失效,因此电池箱体的防腐蚀问题一直是热门研究内容。工业蓄电池箱体的材质一般为碳钢材料，其本身并不具有良好的防腐蚀能力。因此,只有通过对箱体内、外壁进行表面处理才能有效提高其防腐蚀性能。常用的表面处理技术是在箱体表面涂覆一层防腐涂料，且要求涂层既能抵抗酸液侵蚀,又能与基材紧密贴附。

聚乙烯粉末涂料通常由聚乙烯树脂、助剂、填料、颜料等组成,是一种耐化学品性能优良、性价比高的热塑性粉末涂料。考虑蓄电池箱体的防腐要求,以及外观和成本要求,聚乙烯粉末涂料是一种经济可行的防腐涂料。然而,聚乙烯的机械性能与流动性能存在矛盾，聚乙烯粉末涂料通常很难同时具备优异的流动性能和机械性能,必须对其进行改性才能满足电池箱涂装要求。通过将不同性能聚乙烯共混改性的方式.设计了一种电池箱用聚乙烯粉末涂料。该涂层具有优异的力学性能、耐化学品性能,同时附着力高、表面流平好。

新能源汽车电池包防火涂料及施工验证总结

● 防火涂料标准

防火涂料与密封胶有一定的相似性（如，黏度等），但是其与密封胶还是有本质的区别（如，烘烤后硬度、柔韧性等），所以密封胶性能不能代表防火涂料的性能，如，性能测试中的百格法附着力、密封胶附着力、冷弯曲、剪切强度等。石击测试可以考虑参考GB/T 1732—1993《漆膜耐冲击测定法》来验证，该标准主要检验零件在运输、装配过程中对涂层保护的容忍度，模拟涂层在车辆实际使用过程中是否会受到破坏等，而其他的性能标准还需要再不断摸索和验证。所以，对于汽车用防火涂料来说，建立标准是首要任务。

● 防火涂料开发

通过以上实验可以看出新能源汽车用防火涂料还不成熟，因为涂料大部分从建筑用防火涂料优化而来，没有独立的体系，没有按照整车需求进行独立的开发，其现场施工难度很大，从涂料性能、涂料利用率等方面来看，不如密封胶和其他涂料成熟，其配方和施工性能还有很大的提高空间，所以需要涂料供应商投入更多的精力尽快开发出更便捷、更利于施工、性能更好的涂料。

● 防火涂料配套设备

汽车用防火涂料对于现有的设备供应商来说也是新的材料，在实验时采用现有密封胶施工设备，但是在实际实验时发现，其只能满足基本的供料需求，无法满足施工时的精确度要求，还需要对现有设备进行适度的改进，才能使防火涂料施工基本达到比较良好的状态。所以，在防火涂料开发的同时，要有相应的施工设备，才能保证防火涂料的正常施工。

对于新能源汽车来说，防火、防止热扩散非常重要，不管是隔热毡还是防火涂料都可以达到阻止热扩散保护乘客的目的，目前隔热毡的使用更成熟，而防火涂料还处于起步阶段，配方和施工工艺还有很大的提升空间，需要涂料供应商、设备供应商和整车企业充分配合以开发出更柔性化、更易于施工的防火涂料。

基于国家推动新能源汽车规划，2025年新能源汽车销量占比将达到20%左右，2035年纯电动汽车成为新销售车辆的主流，可见新能源汽车将成为主流，相应的电池包防护防火涂料市场将会更广阔。

新能源汽车（纯电动、插电式混动等）电池模组的安全性对新能源汽车的安全至关重要，当电池模组出现故障时，为了最大程度保护车内乘员，需要对电池包进行防火隔热处理，以便给车内乘员预留充足的逃生时间。本文从防火涂料选择、涂层性能、施工工艺等方面参考涂装车间现有的涂料、密封胶性能等方面研究了电池包喷涂防火涂料的方案。研究结果表明现有的涂料、密封胶实验标准及性能检测方法与防火涂料的性能有一定的偏差，需要针对防火涂料的特殊性能制定新的标准及检测方法，并对防火涂料在新能源汽车电池包上的应用提出了一些建议。

水性或无溶剂涂料可以避免挥发性有机物VOC的排放，便于厂内施工。双组分及加热固化材料可以降低材料的烘烤时间，从而提高生产速度、降低成本。

电池包用防火材料

电池包内的热失控会导致其内部发生短路，从而引起电池正负极材料发生剧烈化学反应，导致电芯温度急剧上升、压力过大、外壳破裂、整车自燃起火甚至爆炸等事故。电动汽车中的动力电池自燃具有燃烧速度快、热值高、差异大和扑救困难等特点，目前动力电池已经采取了很多的安全措施。如，通过电池结构设计，提高壳体材料防火性能，改善电池散热系统，提升电芯材料防火性能等，从而提升电池包的防火能力，降低发生火灾或爆炸的风险。

目前各新能源汽车电池包的防火材料以铺设防火毡材料为主，如，云母板、超细玻璃棉、高硅氧棉毡等。当电池发生热失控后，依靠防火毡材料可以有效隔绝热量扩散和控制火势走向，有效延缓电池热扩散时间，从而提高电池包防火安全性。

防火涂料的原理即隔离

防火涂料一般为难燃性或不燃性物质，当热量聚集时可以防止被保护基材直接接触空气、火源，从而起到防火作用。受尺寸限制及空间要求，汽车电池包在车身上安装后与车身贴合较为紧密、空间较小，且为了满足小型化、轻量化的要求，其尺寸和电池盒模组及电路系统都非常紧凑，这导致电池包的防火涂层的膜厚为3～7mm，为有限的电池包提供零部件装配空间。由于新能源汽车用防火涂料属于新的需求，大部分供应商还没有成熟的产品，目前主要是改进建筑用防火涂料，然后在车用电池包上进行验证并优化。